混合动力汽车技术-2
新能源汽车技术-第2版-第2章-电动汽车的基本结构和工作原理可修改全文
2.1. 2 纯电动汽车的结构
除了车身、 底盘等传统内燃机汽车上具备的组成部分, 纯电动汽车还包括由电驱动系统、 蓄电池系统及电控系统组成的 “ 三 大电” 系统和由电制动、 电转向、 电空调组成的 “ 三小电” 系统。 其中, 由驱动电机和控制系统组成的电驱动系统是 纯电动汽车的动力核心, 也是区别于 传统内燃机汽车的最大不同点, 如图 2-3 所示。 (1) ) 电源 蓄电源为电动汽车的驱动电机提供电能。 目前纯电动汽车使用的动力蓄 电池包括磷酸铁锂蓄电池、 锰酸锂蓄电 池、 三元锂离子蓄电池等。 (2) ) 驱动电机 驱动电机的作用是将电源的电能转化为机械能, 通过传动装置或者 直接驱动车轮和工作装置。 (3) ) 电控系统 电动汽车的各个组成部分都需要由控制单元进行管理和控制, 包括 了整车控制器、 蓄电池管理系统及电机控 制器等, 相互之间通过 CAN 总线或其他方式进行 通信,实现整车的驱动行驶。
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2. 按照动力混合程度分类 混合动力电动汽车按照传统内燃机和电动机动力的混合程度不同, 可分为微度混合型 ( 电动机峰值功率和发动机的额定功 率比不大于 5%)、 轻度混合型 ( 电动机峰值功率和发动机 的额定功率比为 5% ~ 15%)、 中度混合型 ( 电动机峰值功 率和发动机的额定功率比为 15% ~ 40%) 和深度混合型 ( 电动机峰值功率和发动机的额定功率比大于 40%)。 (1)微度混合动力电动汽车 微度混合动力电动汽车也称为起—停混合动力电动汽 车。在微度混合动力电动汽车中, 电动机 仅作为内燃机的起动机或发电机使用, 不为汽车行驶 提供持续动力, 通常是在传统内燃机的起动机上加装传动带驱动起 动机。 如图 2-10 所示, 该 电机为发电/ 起动一体化电动机, 用来控制发动机的起动和停止, 从而取消发动机的怠 速, 降 低了油耗和排放。 一般微度混合技术可以节省油耗 4. 5%。
2-3认识混合动力汽车传动系统
学习目标
1.知识目标 （1）掌握混合动力汽车传动系统类型； （2）熟悉混合动力汽车传动系统的基本结构； （3）了解混合动力汽车传动系统的工作过程。 2.能力目标 （1）能向客户介绍不同类型的混合动力汽车传动系统； （2）能检查混合动力汽车传动系统组成部件。 3.素质目标 （1）树立高压安全意识、自主学习意识和创新意识； （2）培养沟通能力和团队协作精神； （3）严格执行操作规范，养成严谨细致的工作习惯。
并联式驱动系统可以单独使用发动机或电机作为动力源，也可以同时使用电机和发动机作为动力源驱动车辆 行驶，有两套驱动系统，即传统内燃机系统和电力驱动系统。
二.混合动力汽车传动系统类型
1.按动力系统结构形式 （3）混联式混合动力系统 混联式混合动力电动汽车综合了串联式和并联式结构特点组成的，由发动机、电动机或发动机和驱 动电机三大动力总成组成。
一.混合动力电动汽车概述
2.特点 混合动力电动汽车与纯电动汽车相比较 混合动力电动汽车与传统内燃机汽车相比较
二.混合动力汽车传动系统类型
1.按动力系统结构形式 （1）串联式混合动力系统 串联式混合动力系统结构为发动机、发电机和电机三部分动力总成。
二.混合动力汽车传动系统类型
1.按动力系统结构形式 （1）并联式混合动力系统
课堂小结
混合动力汽车传动系统类型； 混合动力汽车传动系统的基本结构； 混合动力汽车传动系统的工作过程。
作业
1.完善实训工单并上交 2.查阅资料了解中国混合动力系统发展状况。
感谢观看
二.混合动力汽车传动系统类型
3.按驱动电机安装位置分类
二.混合动力汽车传动系统类型
2.按混合程度
三.混合动力电动汽车基本工作原理
混合动力电动汽车2
引导问题1： 什么是混合动力电动汽车？
引导问题1： 什么是混合动力电动汽车？
➢ 混合动力汽车通常是指由不同动力源驱动的汽车，包括油电 混合动力汽车、气电混合动力汽车。目前天然气汽车通常也 是油气混合动力的一种。本文主要介绍油电混合动力汽车。
➢ 混合动力电动汽车（Hybrid Electrical Vehicle，简称HEV） 是指同时装备两种动力来源——热动力源（由传统的汽油机 或者柴油机产生）与电动力源（电池与电动机）的汽车。
车辆应根据行驶工况对能量的需要，合理分配发动机与动 力电池的能量，达到最佳的燃料消耗与排放效果；
在复杂行驶工况下，尽可能减少发动机工作转速的变化、 关闭与起动的次数，尽量避免发动机在低于一定转速和负 荷时运行；
从动力电池的使用寿命的角度，混合动力电动汽车还须保 证动力电池的SOC与电压在安全范围内。
由于混联式混合动力电动汽车能量控制综合了串联式与并 联式的特点，因此这也成为了目前应用成功的混合动力电 动汽车采用较多结构类型。
此法能较好地实现汽车各项性能指标，使发动机不受汽车 行驶状况的影响，保持在最高效率状态下工作或自动关闭， 从而有效降低排放。但是这些能量控制策略技术复杂，配 套的硬件设计与制造成本也较高。
第二种模式下，发动机在行驶过程中起到主要作用，发动机带动发电机工 作并尽可能供应车辆行驶所需的电能，同时保持动力电池SOC处于规定 范围内。动力电池起负荷调节的作用，仅在制动能量回收、起动、加速条 件下发挥作用。这种模式下，电池的充放电量较小，能量损失最小。但发 动机不能在最佳转速和负荷下工作，排放差，效率也较低。
转速耦合混合动力电动汽车的主要优点在于两种动力装置的转 速是解耦的，因此二者的转速是可以自由地进行调节。
行星齿轮机构转速耦合并联式混合动力电动汽车结构
丰田THS-II混合动力核心控制策略介绍(二)
丰田THS-II混合动力核心控制策略介绍(二)◆/江苏 田锐(接上期)逆变器是一种把直流电转换成交流电或反之亦然的装置，为了使直流逆变产生交流，需要将4个不同的开关(图14)，从S1到S4,按如下方式组合，改变开关的开/关时间可以相应的改变频率。
图14 不同开关示意图驱动电动机需要产生正弦交流电压，产生正弦波形交流而不是矩形波形交流则需要持续改变电压以产生正弦波。
如图15所示，当检测到所需输出电压(Vi)持续极短的一段时间时(Ts)。
通过控制“Ton”(Ton，开关 ON 时间)时间，使“Vi x Ts”的面积和“Vd x Ton” (电源电压 x 开关 ON 时间)的面积相同，则有效电压即变为 Vi。
通过此方式控制逆变器电路中IGBT的通断时间，使产生的电压持续改变，从而模拟产生出正弦交流电压。
这种控制方式的全称是 Pulse Width Modulation(即：PWM脉冲宽度调制)，它是用脉冲宽度按正弦规律变化和正弦波等效的PWM波形控制逆变器电路中IGBT的通断时间，使其输出的脉冲电压的面积与所希望输出的正弦波在相应区间内的面积相等，从而达到驱动电动机所需的交流输出电压。
动力管理控制ECU(HV CPU)根据车辆的工作条件，通过改变调制波(图16)的频率和幅值则可调节逆变器电路输出电压的频率和幅值，以有效控制MG1和MG2，由此，确保最大效率的控制不同工况下电动机的扭矩和转速。
简而言之，它是通过改变输出方波的占空比来改变等效的输出电压，为了让电动机获得更大的扭矩输出，正弦波形的三相交流的振幅(电流)应该增加，为了使电动机的速度增加，正弦波形三相交流的频率应该增加(图17)。
图16 调制波示意图调制波可分为3种：正弦波PWM、可变PWM和矩形波(1个脉冲)。
正弦波PWM是最常用的电压波形，电压和电流成正弦波，转矩变化小，可以获得较为平滑的输出，多用于电动机的低速范围。
与其他控制方式比较，其缺点是电动机的输出电压较低。
第二代混合动力系统(THS-Ⅱ)
(4)发动机和电动机并联加速起步 当汽车需要大转矩或急加速起步前进时，发动机和电动机同时参与工作。此时燃 料、电力、动力和热量的传递路线分别为：
• 燃料传递路线：10-汽油箱→1-发动机 • 电力传递路线：4-高压电池→8-12V充电用DC/DC →5-驱动电池用逆变器→7升压
电路→3-电动机 • 动力传递路线： 3-电动机→11-差速器(车轮)+1-发动机→11-差速器(车轮) • 热传递路线：1-发动机→16-散热器；5-驱动电池用逆变器→14-逆变器用冷却器
（10）汽车滑行 汽车滑行时，虽然不需要车辆驱动动力，但空调系统仍需要驱动力，此时 电力和热量的传递路线为：
• 电力传递路线：4-高压电池→8-12V充电用DC/DC→6-空调用逆变器→12空气压缩机电机
• 热传递路线：12-空气压缩机电机→17-蒸发器；5-驱动电池用逆变器→14逆变器用冷却器；12-空气压缩机电机→15-冷凝器(制冷剂用)
(11)汽车停车 当汽车在十字路口停车并且空调处于关闭状态时，THS系统停止工作。
• 电力传递路线：2-发电机→5-逆变器→4-高压电池 • 动力传递路线： 1-发动机→2-发电机+1-发动机→11-差速器(车轮)
(8)电动机行驶（用于倒车和缓行等工况） 在汽车倒车或缓行等工况时，采用电动机行驶模式。此时发动机不参与工作。
• 动力传递路线： 3-电动机→11-差速器(车轮) • 电力传递路线：4-高压电池→5-驱动电池用逆变器→7升压电路→3-电动机。
浅谈国内混动技术（2）：各家车企混动技术路线优劣对比
浅谈国内混动技术（2）：各家车企混动技术路线优劣对⽐⼀、各家车企的混动技术路线是什么？⾸先，列出在上个帖⼦中提到的各⼤车企混动技术路线的内容：（尚处于PPT阶段、或者已停产的技术不会列⼊）车企丰⽥ THS通⽤、福特本⽥ iMMD⽐亚迪 DMi⽐亚迪 DMp技术路线混动专⽤发动机技术（＞40%超⾼热效率+全电⽆轮泵系）⾏星齿轮式机电耦合结构⾼效率电驱动技术（扁线电机油冷技术）⾼倍率⼩容量电池混动专⽤发动机技术（＜40%较⾼热效率）⾏星齿轮式机电耦合结构⾼效率电驱动技术⾼倍率⼩容量电池混动专⽤发动机技术（＞40%超⾼热效率）P1+P3 拓扑结构⾼效率电驱动技术（扁线电机油冷技术）⾼倍率⼩容量电池混动专⽤发动机技术（＞40%超⾼热效率+全电⽆轮泵系）P1+P3 拓扑结构⾼效率电驱动技术（扁线电机⾼速电机油冷技术）P0+P3 /P0+P4 拓扑结构（低配车型）P0+P3+P4 拓扑结构（⾼配车型）车企吉利 epro（⽤于吉利、领克车型）上汽 EDU （⽤于荣威、名爵、⼤通iHUD 车型）⼴汽 GMC （⽤于⼴汽传祺、⼴汽三菱车型）长城柠檬（⽤于哈弗、坦克车型）长城 Pi4 （⽤于 WEY 车型）技术路线P2.5 单电机结构P2.5 单电机结构⾼效率电驱动技术（扁线电机⾼速电机油冷技术）混动专⽤发动机技术（＜40%较⾼热效率）P1+P3 拓扑结构混动专⽤发动机技术（＜40%较⾼热效率）P2+P3 拓扑结构（A级、B级车型）P2+P3+P4 拓扑结构（C级车型）⾼效率电驱动技术（扁线电机⾼速电机油冷技术）P0+P4 拓扑结构（原封购买欧洲技术）车企理想ONE东风岚图⽇产 e-power (⽤于 A0级车型）⽇产（⽤于 B 级车型）沃尔沃技术路线单增程模式拓扑结构混动专⽤发动机技术（＞40%超⾼热效率）单增程模式拓扑结构⾼效发动机技术 (<40%较⾼热效率+全电⽆轮泵系)单增程模式拓扑结构⾼效发动机技术 (<40%较⾼热效率+全电⽆轮泵系)P2 单电机结构P2+P4拓扑结构车企⼤众（⽤于⼀汽⼤众、上汽⼤众、奥迪车型）奔驰宝马保时捷长安技术路线P2 单电机结构⾼效发动机技术(<40%较⾼热效率+全电⽆轮泵系)P2 单电机结构P2 单电机结构 / P0+P4 拓扑结构P2 单电机结构 / P0+P4 拓扑结构P2 单电机结构（原封购买欧洲技术）车企奇瑞标致雪铁龙PSA技术路线P2 单电机结构（原封购买欧洲技术）P2 单电机结构（低端车型如 308PHEV 普通版、508PHEV）P0+P2+P4 拓扑结构（中端车型如天逸 C5 PHEV，4008PHEV，308PHEV性能版）⾼效率电驱动技术（扁线电机、油冷技术）⼆、为什么混动与纯电动会取代燃油车型？从政策层⾯来说，是为了满⾜全球各国共同制定的碳排放⽬标，燃油车已⽆法满⾜各国法规中的排放要求，只有被碳排放更低的混动车型及纯电动车型取代；从科学依据层⾯来说，混动车型及纯电动车型的全周期能量⾜迹转化效率分别能达到33%和34%，远⾼于燃油车的19%，这不但意味着节能效果更好，同时也意味着全周期的排放总量更少。
电动汽车工程手册 第二卷 混合动力电动汽车整车设计
电动汽车工程手册第二卷混合动力电动汽车整车设计电动汽车工程手册第二卷混合动力电动汽车整车设计导言:混合动力电动汽车是目前日益流行的一种先进的交通工具，它综合了传统汽车与电动汽车的优点，既拥有内燃机的强劲动力和长续航里程，又具备电动汽车的环保性能和高效能。
在汽车工程的进一步创新发展中，混合动力电动汽车的整车设计尤为重要。
本文将从深度和广度两个方面来探讨混合动力电动汽车整车设计相关的内容。
一、混合动力电动汽车整车设计的深度探索1.混合动力电动汽车的定义与背景混合动力电动汽车是运用多种动力源进行驱动的汽车，它同时搭载了内燃机和电动机，通过合理的能量利用和分配，实现汽车的高效能和低污染排放。
混合动力电动汽车的出现是对传统汽车能效问题的一种创新解决方案。
2.混合动力电动汽车设计的关键要素混合动力电动汽车整车设计过程中需要考虑的关键要素包括内燃机和电动机的匹配、能量管理系统、驱动方式选择、电池组设计、充电系统设计等。
这些要素的协调与配合决定了混合动力电动汽车的性能表现和实际应用效果。
3.混合动力电动汽车整车设计的优势与挑战混合动力电动汽车整车设计的优势在于兼具内燃机和电动机的动力输出，在长途行驶时可以充分发挥内燃机的高速驱动优势，在城市行驶时则可切换至电动模式，减少污染排放。
然而，混合动力电动汽车的设计也面临着系统复杂性、成本高昂和能源管理等方面的挑战，需要工程师们进行精心的平衡与调整。
二、混合动力电动汽车整车设计的广度展望1.混合动力电动汽车的发展趋势混合动力电动汽车作为新一代交通工具，其未来发展的趋势主要包括技术进步、能量管理的智能化、电池技术的突破、充电设施的完善等方面。
随着科技的不断进步和社会对环保交通方式的需求增加，混合动力电动汽车将逐渐成为主流选择。
2.混合动力电动汽车整车设计的创新点混合动力电动汽车的整车设计需要不断创新，从而提高其性能和使用体验。
在此基础上，一些创新点如动力系统的优化设计、底盘悬挂系统的改进、能量回收系统的创新等，都有望进一步提升混合动力电动汽车的性能和竞争力。
新能源汽车底盘技术任务1-2-1 认识混合动力汽车传动系统
认识混合动力汽车传动系统
学习目标
1.素质目标 1）在操作过程中树立高压安全意识。 2）树立规范操作意识。 3）通过学习比亚迪DM-i超级混动技术，树立绿色低碳的环保意识。 2.知识目标 1）掌握混合动力汽车传动系统的类型。 2）熟悉不同混合动力汽车传动系统类型的特点。 3）掌握典型混合动力汽车传动系统的结构。 3.能力目标 1）具有依据维修手册检查混合动力汽车传动系统主要部件的能力。
认识混合动力汽车传动系统
二、检查混合动力汽车传动桥油压
1.拆卸发动机1号底罩总成。 2.拆卸发动机后部左侧底罩。来自认识混合动力汽车传动系统
二、检查混合动力汽车传动桥油压
3.从变速器油泵盖分总成上拆下油泵盖螺塞和O形圈。 4.将SST安装到变速器油泵盖分总成上。
认识混合动力汽车传动系统
二、检查混合动力汽车传动桥油压
5.将发动机至于保养模式 将电源开关至于ON；选择P档，完全踩下加速踏板两次；选择N 档，完全踩下加速踏板两次；选择P时，完全踩下加速踏板两次；踩下制动踏板，将电源开 关至于ON起动发动机。
认识混合动力汽车传动系统
二、检查混合动力汽车传动桥油压
（6）测量传动桥油压 将发动机怠速转速（保养模式）保持至900-1000rpm进行测量，混合动 力传动桥油压应为10Kpa或更高。 （7）从变速器油泵盖分总成上拆下SST，更换新O形圈并将其安装到油泵盖螺塞上，将油泵盖螺 塞安装到变速器油泵盖分总成上，油泵盖螺塞拧紧力矩为8Nm。
3.传动桥减振器 为了吸收发动机原动力的转矩波动，采用如图1-25所示的变速器输入减振器总成。此总成包括具 有低扭转特性的螺旋弹簧。转矩限制器采用干式、单盘摩擦材料。通过使用这些零件，减振器结构能 够很好地吸收发动机原动力的振动。
典型混合动力汽车技术解析
图4-13 第三代丰田混合动力系统THS-Ⅲ
1.2 丰田混合动力系统简介
第四代丰田混合动力系统THS-Ⅳ如图4-14所示，与前三代相比，最大的区别就是原来的电机属于串联结构，现 在则变成了平衡轴结构。而转换成此结构的目的除了让整个E-CVT更短以外，也是用这种传统减速齿轮的方式代 替THS-Ⅲ中MG2电机的行星齿轮减速结构。这样E-CVT整体尺寸更短，部件更少，摩擦更低，整体能效上升， 且依然能保证对MG1的减速效果。一系列的改进，让第四代普锐斯的纯电行驶最高车速由70km/h提升到 110km/h。
图4-3 第一代普锐斯混合动力汽车透视图
1.1 丰田混合动力汽车的发展历程
第一代普锐斯混合动力汽车车身长为4275mm，宽为1695mm，高为1490mm，轴距为2550mm，整车质量为 1254kg，是一款三箱车型。第一代普锐斯混合动力汽车使用1NZ-FXE型1.5L四缸汽油发动机和一台288V永磁同步 电机，如图4-4所示。汽油发动机峰值功率为43kW，峰值转矩为102N·m；电机峰值功率为29kW，峰值转矩为 305N·m，电压为288V。配备电控无级变速器（Electronic Continuously Variable Transmission，E-CVT），以 金属氢化物镍蓄电池组作为电源，丰田将这套油电混合动力系统称之为“Toyota Hybrid System”，简称THS。 第一代普锐斯混合动力汽车实测油耗为31km/L，约合3.22L/100km。 为了满足欧美消费者对高速和长途驾驶的需求，普锐斯出口车型性能有所提升，1NZ-FXE型1.5L四缸汽油发动机 加入了可变正时气门技术，峰值功率提升至59kW，峰值转矩提升至110N·m；电机的峰值功率增加到32kW，峰 值转矩提升到350N·m。
丰田混合动力汽车THS-Ⅱ系统结构原理(二)
丰田混合动力汽车THS-Ⅱ系统结构原理(二)
卞良勇;焦建刚;刘增会
【期刊名称】《汽车维护与修理》
【年(卷),期】2006(000)005
【摘要】（3）变频器总成。
变频器的功用是将HV蓄电池的高压直流电转换为三相交流电来驱动MG1和MG2。
此外，变频器也用于将电流控制（如输出电流或电压）的信息传输到HV ECU（混合动力汽车控制单元）。
【总页数】3页(P8-10)
【作者】卞良勇;焦建刚;刘增会
【作者单位】山东交通学院,250023;山东交通学院,250023;莱芜市交通局,271100【正文语种】中文
【中图分类】U4
【相关文献】
1.透视丰田第二代普锐斯混合动力汽车技术
2.丰田普锐斯混合动力汽车的结构原理与检修
3.插电式混合动力汽车结构原理简介(二)
4.丰田卡罗拉双擎混合动力系统结构原理和故障案例分析(5)
5.丰田THS-Ⅱ混合动力核心控制策略介绍(二)
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新能源汽车技术专业《任务2 混合动力汽车分类和工作原理》
任务2 混合动力汽车分类和工作原理【任务目标】熟悉不同类型混合动力汽车在不同工况下的能量流通方式和其工作原理。
【任务实施】一、按结构布置形式分类1串联式混合动力电动汽车〔Series Hybrid Electric Vehicle，SHEV〕；2并联式混合动力电动汽车〔Parallel Hybrid Electric Vehicle，PHEV〕；3混联式混合动力电动汽车〔Parallel Series Hybrid Electric Vehicle，PSHEV〕。
二、按照对电能的依赖程度分类1弱混混合动力系统2轻混合动力系统a在减速和制开工况下，对局部能量进行吸收；b在行驶过程中，发动机等速运转，发动机产生的能量可以在车轮的驱动需求和发电机的充电需求之间进行调节。
轻混合动力系统的混合度一般在2021下。
3中混合动力系统4完全混合动力系统5外插电式混合动力系统三、其它划分型式1按照行驶模式的选择方式划分〔1〕有手动选择功能的混合动力电动汽车hybrid electric vehicle with selectiveswitch具备行驶模式手动选择功能的混合动力电动汽车。
车辆可选择的行驶模式包括热机模式、纯电动模式和混合动力模式三种。
〔2〕无手动选择功能的混合动力电动汽车hybrid electric vehicle withoutselective switch不具备行驶模式手动选择功能的混合动力电动汽车。
车辆的行驶模式根据不同工况自动切换。
2按照车辆用途划分〔1〕混合动力电动乘用车h ybrid electric passenger car〔2〕混合动力电动客车hybrid electric bus〔3〕混合动力电动货车hybrid electric goods vehicle3按照与发动机混合的可再充电能量储存系统不同可以划分为：〔1〕动力蓄电池式混合动力电动汽车；〔2〕超级电容器式混合动力电动汽车；〔3〕机电飞轮式混合动力电动汽车；〔4〕动力蓄电池与超级电容器组合式混合动力电动汽车。
模块二混合动力汽车
5. 其他划分形式 （2）混合动力电动汽车按照其技术特征、燃料类型、功能结构和车
辆用途等因素还可有其他划分形式。
学习单元三 混合动力电动汽车的基本结构
一、串联式混合动力汽车
1. 串联式混合动力汽车的基本结构 串联式混合动力汽车的结构如
图2-3所示，其基本结构包括电机、 发动机、发电机、动力蓄电池和变 压器等。
任务目标
◎掌握混合动力汽车的基本结构及工作原理。 ◎掌握混合动力汽车能量储存装置及蓄电池的特性。 ◎掌握混合动力汽车控制和驱动系统的类型、组成及功能。
学习单元一 混合动力汽车的发展历程
一、国外混合动力汽车的发展历程
混合动力汽车的概念几乎与汽车的概念同时被提出，但是其最初目 的并非有效降低燃油的消耗量，而是辅助内燃机汽车以保证其合格的性 能水平。事实上，早期内燃机工程技术的发展水平不及电机工程技术。
（1）传送到 车轮推进车辆运动 的能量，至少来自 两种不同的能量转 换装置。
（2）这些能 量转换装置至少要 从两种不同的储能 装置吸取能量。
（3）从储能装置 流向车轮的通道，至 少有一条是可逆的。 如果可逆的储能装置 供应的是电能，则称 为混合动力电动汽车。
学习单元二 混合动力汽车的定义与分类
一、混合动力汽车的基本概念
3）重度混合（强混合）型混合动力电动汽车 （full hybrid electric vehicle）
学习单元二 混合动力汽车的定义与分类
三、混合动力电动汽车的分类
3. 按照是否具有外接充电能力划分
1）外接充电型混合动力电动汽车 2）非外接充电型混合动力电动汽车
（off-vehicle chargeable hybrid （non off-vehicle chargeable
一文带你看懂混动式新能源汽车(二)
一文带你看懂混动式新能源汽车（二）1905年，身在比利时的德国工程师亨利·皮珀推出了一种由小型汽油发动机、蓄电池和电机组成的混合动力汽车，其构造图如图所示。
平常行驶时由汽油发动机驱动车辆，也带动电机发电并为蓄电池充电。
当加速或爬坡时，电机与发动机共同驱动车辆。
1909年，亨利·皮珀取得了名为“汽车混合驱动”(Mixed Drive for Autovehicles)的技术专利。
这也是在汽车发展史上有记录以来的第一辆并联式混合动力汽车，不过以今天的分类标准来看，其因为不可插电而属于节能汽车，从而与如今的并联式混动新能源汽车有着本质的区别。
那时混合动力汽车的运行模式转换还需要驾驶人手动操作，直到1997年丰田推出的普锐斯（Prius)，这才把手动操作改进成了自动切换模式。
并联式混合动力电动汽车有发动机和电机两套驱动系统，它们可以分开工作，也可以一起协调工作，共同驱动。
因此，并联式混合动力电动汽车可以在比较复杂的工况下使用，应用范围较广。
并联式混合动力电动汽车由于电机的数量和种类、传动系统的类型、部件的数量和位置关系的差别，具有明显的多样性。
一.并联式混动汽车的结构并联式混合动力汽车系统结构如图所示，它主要由发动机、驱动电机、电机控制器、动力电池系统、车载充电机、动力耦合器等部件组成，有多种组合形式，可以根据使用要求进行设计。
并联式混合动力系统采用发动机和驱动电机两套独立的驱动系统驱动车轮。
发动机和驱动电机通过动力耦合器、减速机构来驱动车轮，可以采用发动机单独驱动、驱动电机单独驱动或者发动机和驱动电机混合驱动3种工作模式。
当发动机提供的功率大于车辆所需驱动功率时或者当车辆制动时，电机工作于发电机状态，给动力电池充电。
发动机和电机的功率可以互相叠加，发动机功率和电机/发电机功率为电动汽车所需最大驱动功率的0.5~1倍，因此，可以采用小功率的发动机与电机/发电机，使得整个动力系统的装配尺寸和重量都较小，造价也更低，行程也可以比串联式混合动力电动汽车长，其特点更加趋近于内燃机汽车。
2-混合动力汽车的基本概念与分类
§2－1 混合动力汽车得基本概念与分类教学回顾:1、电动汽车得定义与类型。
２、电动汽车得基本结构。
3、混合动力电动汽车，纯电动汽车，燃料电池汽车，插电式混合动力汽车得发展状况与技术特点。
学习目标:1、掌握混合动力汽车等基本特点与分类。
2、混合动力电动汽车得特点。
3、掌握混合动力电动汽车得类型。
引言：由于现阶段纯电动车高昂得售价以及电池技术得限制,纯电动车市场难以全面铺展开来,那么发展混合动力汽车将就是近1０年、20年得主要任务,同时收到国家排放政策得影响,现阶段混合动力汽车也更符合各大车企得发展需求。
主要内容：一、混合动力汽车得概念根据国际能源组织(IEA)得有关文献,能量与功率传送路线具有如下特点得汽车称为混合动力汽车：1、传送到车轮推进车辆运动得能量，至少来自两种不同得能量转换装置,例如内燃机、燃气涡轮、斯特林发动机、电动机、液压马达与燃料电池等。
2、这些能量转换装置至少要从两种不同得能量储存装置（例如燃油箱、蓄电池、飞轮电池、超级电容与高压储氢罐等）吸取能量。
3、从储能装置流向车轮得这些通道，至少有一条就是可逆得。
混合动力汽车可分为两大类,即液压蓄能式混合动力汽车与混合动力电动汽车。
二、液压蓄能式混合动力汽车（HHＶ）HHＶ使用得动力就是液力马达即传统得燃油（气）车得发动机.液力系统主要由液压泵(马达）、液力储存器与液体罐等组成。
HHＶ得特点就是可使用液压泵(马达)，可单独或同时与传统内燃机动力一起驱动汽车行驶.该类汽车带有液压式能量回收系统，可回收汽车制动、制动时得能量。
在汽车制动、减速时，用液压泵将汽车得动能转换为液压能，储存在装有氮气得储能器中,在汽车前进或加速时,使储存在储能器中得液压能通过液压马达释放出来，辅助发动机运转与单独驱动汽车行驶。
三、混合动力电动汽车（HEＶ）定义:至少能从下述两类车载储存得能量中获得汽车动力得汽车1、可消耗得燃料2、可再充电能/能量储存装置ＨEV得特点就是燃油（气）发动机与电动机动力两种动力得组合。
学习情境二 混合动力电动汽车
• 目前采用内燃机的混合动力系统基本上都对其发动机进行了重新设计或重大改 进。例如丰田的Prius的1.5L汽油机采用高效率、高膨胀比阿特金森工作循环 、紧凑型倾斜式挤气燃烧室以及铝合金缸体，并结合了可变气门正时技术 • 另外，混合动力电动汽车还可以选用燃气轮机、斯特林发动机或燃气发动机等 其他热机，利用它们各自的优势，可以构成不同特点的混合动力系统。
• （2）带马达的HV水泵 • 使用高输出无电刷型的泵马达
学习情境二 混合动力汽车
2-2 混合动力电动汽车能量管理及关键技术
• 混合动力汽车是如何工作的？ • 混合动力汽车有哪些关键技术？
一、混合动力电动汽车能量管理
• 1、混合动力汽车能量管理概述 • 能量管理是混合动力电动汽车的核心，其功能在于，当满足汽车 基本技术性能（动力性、平顺性等）、成本等要求的前提下，根 据各部件特性及汽车的行驶工况，实现能量在能源转换（发动机 、电动机、储能装置、功率变换装置、动力传递装置、发电机等 ）之间的最佳线路流动，使整车的能源利用率达到最优，提高整 车的燃油经济性。 • 混合动力电动汽车的能量转换装置包括发电装置（发动机/发电 机）、动力电池、功率变换装置、动力传递装置、充放电装置等 。 • 能量传统路线通常有四类：由发电装置到车轮；由动力电池到车 轮；由发电装置到能量储存装置，再到车轮；由车轮到能量储存 装置（能量回收）。
丰田CAMRY混合动力版
Prius1.5L发动机
2、动力电池与能量管理
• 动力电池必须同时具有高能量密度、高功率密度的特点，以便车 辆在加速或爬坡时能提供较大的峰值功率。混合动力电动汽车对 动力电池的具体要求如下： • 1.大功率充放电的能力。 • 2.充放电效率。 • 3.混合动力系统的电池应当在快速充放电和充放电过程变工况的 条件下保持性能的相对稳定。 • 此外，作为车用动力电池，还有一些基本要求电压、质量比能量 和体积比能量、免维护性以及成本。
混合动力汽车-1,2技术现状与结构
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丰田Prius混合动力汽车
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丰田汽车公司是目前走在HEV研究最前沿的汽车公司，也 是世界上最早开始进行HEV研究的汽车公司之一。现有三 款混合电动车型批量投产。他们分别是Pries轿车、电动4 轮驱动Estima小型车和在全世界首次使用了42V电源系 统的软混合动力系统(MILD HYBRID ) Crown轿车。 Pries轿车是丰田汽车公司在世界上第一个推出的HEV。 Pries与丰田“Corolla大小相仿，采用汽油发动机和电动 马达混联装置，发动机是1.5L汽油发动机，电池组为250 个串联的镍氢电池，电池组总质量仅为75kg， Pries每升 汽油的行驶距离达到29.5km ，C02排放量为普通汽车的 50%，而CO, HC和NOX的排放量仅为普通汽车的10%。 丰田Pries己经成功销售到了北美和欧洲一些国家，成为 各国所提倡的环保车辆的首选。
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与同等排量的普通汽车相比，混合动力车 在市区行驶的节油率达到了37.3%～ 47.5%，在市郊行驶的节油率也达到 19.8%～36.0%，一般情况下，百公里油 耗只有4升左右，大大少于目前普通汽车的 油耗。
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混合动力电动汽车
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电动汽车有三种类型：由电池驱动的纯电 动汽车、由内燃机为主动力，蓄电池为辅 助动力的油电混合动力电动车以及燃料电 池电动车。
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混合动力电动汽车
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油电混合动力电动车在技术上已经成熟， 是近期内可以产业化的车辆。 混合动力电动车的优点是能充分利用现在 的燃油车的生产线。缺点是仅有“有限度 的”价格下降空间。混合动力能否在市场 上受欢迎，将取决于市场的油价和政府是 否给予政策性鼓励。
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目前电动汽车推广应用中的 困难
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1) 电池的性能低、价格贵、寿命短；使得电动汽车一次充 电行驶里程短（铅酸电池 在100 km左右，Ni-MH电池在 150 km左右），尚不能满足人们对汽车机动性的要求； 电池的价格昂贵，一套整车使用的Ni-MH电池或锂离子电 池的价格比汽车（不含电池）还高，且2～3年必须全部更 换，使用费用大。目前尚未研制出性能价格比能与内燃机 相比的电池。 2) 电动汽车的充电时间长，充满一次需要4～8小时。充 电设施投资大、建设周期长。 3)当前世界石油供应相对充分，石油资源枯竭的问题尚不 明显。而各级政府对电动汽车应该采用的优惠政策，如峰 谷电价差别、排放补贴等并未实施。
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据国内外专家、学者和企业界的研究结 论，从节能和环保两个方面综合考虑，汽 车动力系统将从今天的燃油的内燃机（汽 油机、柴油机、代用燃料发动机）过渡到 内燃机与电动机的混合动力系统，再过渡 到使用蓄电池的纯电动汽车和燃料电池电 动汽车。
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1）“
电动汽车的优点：
理工大学牵头）进行纯电动大客车的研发和示范运行。
2005年6月21日由国家发改委正式批准，14辆铅酸电池纯 电动公交大客车在北京公交121路线投入商业化运行。另 一个课题资助天津清源动力公司（中国汽车技术研究中心） 进行纯电动轿车的研究开发和示范运行。其中有5辆纯电 动轿车于2005年初首次出口到美国。
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电动汽车，燃料电池汽车，混合动力汽车 和内燃机汽车的比较
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┌─────────┬────┬──────┬──────┬─────┐ │项目 │电动汽车│燃料电池汽车│混合动力汽车│内燃机汽车│ ├─────────┼────┼──────┼──────┼─────┤ │尾气排放 无 │ 无 │ 少量 │ 多│ ├─────────┼────┼──────┼──────┼─────┤ │能量来源 │ │ 较窄 │ - │ 窄 │ ├─────────┼────┼──────┼──────┼─────┤ │能量转换率 │ 高 │ 高 │适中 │ 低 │ ├─────────┼────┼──────┼──────┼─────┤ │高效工况区范围 │ 宽 │ 宽 │ 适中 │ 窄 │ ├─────────┼────┼──────┼──────┼─────┤ │能量回收(再生制动)│ 有 │ 有 │ 有 │ 无 │ ├─────────┼────┼──────┼──────┼─────┤ │行驶里程 │ 短 │ 适中 │ 较长 │ 长 │ └─────────┴────┴──────┴──────┴─────┘
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丰田汽车公司是目前走在HEV研究最前沿的汽车公司， 也是世界上最早开始进行HEV研究的汽车公司之一。 现有三款混合电动车型批量投产。他们分别是Pries轿 车、电动4轮驱动Estima小型车和在全世界首次使用了 42V电源系统的软混合动力系统(MILD HYBRID ) Crown轿车。Pries轿车是丰田汽车公司在世界上第一个 推出的HEV。 Pries与丰田“Corolla大小相仿，采用汽 油发动机和电动马达混联装置，发动机是1.5L汽油发 动机，电池组为250个串联的镍氢电池，电池组总质量 仅为75kg， Pries每升汽油的行驶距离达到29.5km ， C02排放量为普通汽车的50%，而CO, HC和NOX的排 放量仅为普通汽车的10%。丰田Pries己经成功销售到 了北美和欧洲一些国家，成为各国所提倡的环保车辆 的首选。 授人以鱼不如授人以渔
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普锐斯是丰田1997年开始批量生产的一 款混合动力轿车，至今在全球范围内已 累计销售逾36万辆。去年9月15日，丰田 与一汽签署混合动力合作协议，就在中 国市场发展与普及性能、质量皆佳的混 合动力汽车开展合作。
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zhubob@ 我国也将电动汽车的研究开发列入“八五”、“九五”国
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家科技攻关项目，并于1996年6月建成广东汕头国家电动 汽车试验示范基地。“十五”期间，国家科技部将电动汽 车项目列入国家“863”重大专项。成了资助电池、电机及 其控制系统、整车控制系统以外，重点资助北京市（北京
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日本美国混合动力汽车的现状
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混合动力电动汽车的商业化已经在日本 和美国逐渐推广。丰田汽车公司的Prius混 合动力轿车已经在日本和美国销售了39万 辆以上。混合动力公交大客车在美国纽约、 西雅图和加州等地也已经销售和示范运行 数百辆。巴西在里约热内卢用混合动力方 式改造了几条公交路线，采用柴油机和铅 酸电池串连式混合动力结构，取得了节油 和降低排放的良好效果。
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电动汽车有三种类型：由电池驱动的纯 电动汽车、由内燃机为主动力，蓄电池 为辅助动力的油电混合动力电动车以及 燃料电池电动车。
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油电混合动力电动车在技术上已经成熟， 是近期内可以产业化的车辆。 混合动力电动车的优点是能充分利用现 在的燃油车的生产线。缺点是仅有“有 限度的”价格下降空间。混合动力能否 在市场上受欢迎，将取决于市场的油价 和政府是否给予政策性鼓励。
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电油混合动力车是向纯电动车的过渡车 型。电油混合动力车只需9-10kwh的锂离 子电池，只是纯电动车的1/6，整车成本 大大降低。随着锂离子电池性价比进一 步提高，电池数量逐步增加，直到实现 全电动。
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电油混合动力电动车的新思想
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现在在电油混合动力电动车方面所提出的新思 想是：在60公里运行距离内，将全使用蓄电池 作为动力，以解决居民们上下班所需用到的能 源，在我国绝大多数大、中城市行驶可不用一 滴汽油；而且，用晚上的低谷电充电，省掉了 修建抽水蓄能电站的投资；仅在居民作长距离 旅行在高速公路上以较高速度行驶时，才改用 “油”，以弥补蓄电池储能的不足！
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混合动力电动汽车的优势：
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与纯电动汽车比较： (1). 由于电池的容量大大减小，而使整车自重减 小、成本降低。 (2). 汽车的续驶里程和动力性可达到内燃机的水 平。不必要重新建设庞大的充电设施和取消每天 的充电维护工作； (3).保证驾车和乘坐的舒适性（保证空调、暖风、 动力转向等的使用）。
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在2003年纽约国际车展上，日木丰田公 司展出了采用第二代丰田混合动力系统 (Toyota Hybrid System, THS II)的混合动 力轿车Prius2004, THS II采用了5OOV的 高压动力电，驱动电动机的最大功率可 达5OKW。
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混合动力电动汽车
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混合动力电动汽车（Hybrid Electric Vehicle，简称HEV）是将电力驱动与辅助 动力（APU）结合起来，充分发挥二者各 自的优势及二者相结合产生的优势的车辆。 辅助动力可以采用燃烧某种燃料的原动机， 如内燃机、燃气轮机等或其它动力发电机 组
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ห้องสมุดไป่ตู้
混合动力电动汽车
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根据国际机电委员会下属的电力机动车 技术委员会的建议，HEV的定义为:由两 种或两种以上的储能器、能源或转换器 作驱动能源，其中至少有一种能提供电 能的车辆。而一般人们常说的HEV是指 既有内燃机又有电动机驱动的车辆。
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混合动力电动汽车
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电油混合动力车 “油电”和“电油”，这“两字”的颠倒，却 代表着技术路线的巨大差别。
油电混合动力电动车的基本思想，是以 内燃机做为基本的动力，而以电弥补内 燃机在耗油和污染方面缺点。电油混合 动力电动车的基本思想，是以电作为基 本的动力，而以油弥补蓄电池在储能， 亦即在如何维持较长持续里程方面的缺 授人以鱼不如授人以渔 点。
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基于以上原因，从上世纪80年代，国内 外掀起了电动汽车的研发热潮，法国、日
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本、美国、德国等都经过试验和示范运行， 开发出具有商品化水平的纯电动汽车，如 法国PSA公司的标志P106和雪铁龙AX电动 轿车，日本丰田汽车公司的RAV-4EV电动 轿车，美国通用汽车公司的EV1电动轿车等。
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混合动力电动汽车的优势：
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与传统内燃机汽车比较： (1).可使原动机在最佳的工况区域稳定运行， 从而降低发动机的排放污染、噪声和油耗。 (2).在人口密集的商业区、居民区或其它对环 保要求特别严格的地区，可关闭发动机，采用 纯电动方式驱动车辆，实现“零排放”。 (3).通过电动机回收汽车减速和制动时的能量， 进一步降低汽车的能量消耗和排放污染。
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